2020高考物理专题复习02摩擦力.doc

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一、
明确摩擦力产生的条件
(1)
物体间直接接触
(2)
接触面粗糙
(3)
接触面间有弹力存在
(4)
物体间有相对运动或相对运动趋向
这四个条件密切相连,,两物体不接触,或虽接触但接触
面是圆滑的,(1)、(2)而缺乏(3)、(4)中的
任意一条,,放手后让其沿墙壁下滑,它满足条件(1)、(2)、(4),却不具备条件(3),即互相间无压力,,静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件(1)、(2)、(3),缺乏条件(4),自然也不存在摩擦力.
因为不明确摩擦力产生的条件,以致答题错
误的事是常常发生的.
例1(1994
年全国考题)如图1所示,C是水
图1
平川面,A、B是两个长方形物块,
F是作用在物
块上沿水平方向的力,
物体A和B以相同的速度作匀速直綫运动,
由此可知,
A、B间的动摩擦因数
1和B、C间的动摩擦因数
2有可能是
(A)
1
0,
2
0
(B)
1
0,2
0
(C)
1
0,
2
0
(D)
1
0,
2
0
分析:此题中选A、B整体为研究对象,因为受推力的作用做匀速直线运动,
可知地面对的摩擦力必定水平向左,故

2

0,对

A受力分析可知,水平方
向不受力,

1可能为0,可能不为

0。正确答案为

(B)、(D)

.
二、认识摩擦力的特色
摩擦力拥有两个明显特色:(1)接触性;(2),即
指物体受摩擦力作用物体间必直接接触(反之不必定成立)。这类特色已经
包含在摩擦力产生的条件里,这里不赘述。关于摩擦力的被动性,现仔细论述。。
例2(1992年全国考题)如图2所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共遇到三个力,即F1、F2和摩擦力作用,木
块图2处于静止状态,此中F1=10N、F2=2N,若
F1
F2
撤去力F1
,则木块在水平方向遇到的合力为
图2
(A)10N
,方向向左
(B)6N,方向向右
(C)2N
,方向向左
(D)零
分析;F1没有撤去时,物体所受合外力为零,此时静摩擦力大小为8N,方


F1此后,物体在

F2

作用下不行能沿水平方向发生运动状态的
改变,,
(D).关于滑动摩擦力相同拥有
被动性.
三、掌握摩擦力大小和方向的计算和判断
中学物理只谈静摩擦和滑动摩擦两种(转动摩擦不讲).此中f静没有具
体的计算公式,是随外力变化的范围值o≤f静≤fmax,一般依据(1)
均衡条
件求;(2)
依据物体运动状态,
f静不仅可依据上述的
(1)、(2)
方法求,还可以用公式
f滑
N计算
例3
如图3所示,质量为m、带电量为+q的小物体,
a
B的匀强磁场中,粗糙挡板
ab的宽度
放在磁感觉强度为

I
,试分
b
图3
析带电体所受摩擦力的状况.
分析:带电体获取水平初速
v0
I/
磁场中受洛仑兹力
f洛qv0B
qBI/m和重力G
mg,若
f洛

G,则带电体作匀速直线运动,不受摩擦力作用.
若f洛

G,则带电体谅着

a板行进,滑动摩擦力

f滑

N

(qvB

mg)

,
速度愈来愈小,

f滑变小,当

v减小到

v0,又有

qv0B

mg

,

它又不受摩擦力作
用而匀速行进.
若f洛

G,则带电体谅着

b板前逆。滑动摩擦力;

f滑

N

(mg

qvB),
它减速运动动直至静止,而f滑倒是变大的.
这充分说明f滑也是拥有被动性,
特色在解题时就能因题致宜,灵巧地思虑,少走弯路,防备犯错.
关于滑动摩擦力的大小,还一定认识其与物体运动状态没关,与接触面
积大小没关的特色.
m
例4如图4所示,一质量为m的货物放在倾角为α的传递带上随传
╮α
,试求两种情
图4
况下货物所受的摩擦力.
分析:物体m向上加快运动时,因为沿斜面向下有重力的分力,因此要使物体随传
送带向上加快运动,
速运动时,摩擦力的方向要视加快度的大小而定,当加快度为某一适合值时,重力
沿斜面方向的分力恰好供给了所需的合外力,则摩擦力为零;当加快度大于此值时,
摩擦力应沿斜面向下;当加快度小于此值时,摩擦力应沿斜面向上.
向上加快运动时,由牛顿第二定律,得:因此F-mgsina=ma,方向沿斜面向
上
向下加快运动时,由牛顿第二定律,得:mgsina—F=ma(设F沿斜面向上)
因此F=mgsina-ma
当a<gsina时,F>——=gsina时,F=.
当a>gsina时,F<——沿斜面向下.
小结:当物体加快运动而摩擦力方向不明确时,可先假设摩擦力向某一
方向,而后应用牛顿第二定律导出表达式,再联合详尽状况进行谈论
例5如图5所示,质量M=10Kg的木楔ABC静止于水平川面上,动摩擦因数μ=,在木楔的倾角θ为300的斜面上有一质量m=
=,其速度s=,(g取10m/s’)
分析:地面对木楔的摩擦力为静摩擦力,但不必定为最大静摩擦力,因此不可以由Fμ=μFΝ,来计算求得,只好依据物体匀运动状况和受力状况来确立.
物块沿斜面匀加快下滑,由
v
2
v
2
as
可求得物块下滑的加快度
t
0
2
a
vt2

gsin5m/s2
2s
可知物块遇到摩塔力的作用.
此条件下,物块与木楔受力状况分别如图
.
F
F
A
N1
μ1
F
N2
Fˊμ1
FN1
Bμ2
C
F
mg
图6
mg
图7
物块沿斜面以加快度Q下滑,对它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛
顿第二定律有mgsinθ一Fμ1=mamgcosθ—FN1=0.
木楔静止,对它沿水平方向和竖直方向由牛顿第二定律,
并注意
Fμ1ˊ与Fμ1,F?
N1与FN1,等值反向,有Fμ2+Fμ1cosθ—FN1sinθ=0
FN2
MgFN1COS
F1Sin0
由上边各式解得地面对木楔的摩擦力
F

F

sin

F1COS

mgcossin

(mgsin

ma)sin
macos



3

N


2
此力方向与所设方向相同,由

C指向

B。
别的由以上几式联立还可以求出地面对木楔的支持力
FN2

Mg

mgcos2

(mgsin

ma)sin

Mg

mg

masin
1110N



1N



(M

m)g
2
明显,这是因为物块和木楔系统有向下的加快度而产生了失重现象。
对此题也可以系统为研究对象。在水平方向,木楔静止,加快度为零,物块
加快度水平重量为axacos
。对系统在水平方向由牛顿第二定律,有
F2macos

答案:
方向由C一B
小结:(1)静摩擦力的大小是个变量,它的大小常需要依据物体的运动状态及摩擦力与物体所受其余力的关系来确立.
由此题可看出,研究对象的采用对解题步骤的简繁程度有很大的影
响。
练****br/>1、如图8所示,位于斜面上的物块
m在沿斜面向上的力
F作
用下,处于静止状态,
则斜面作用于物块的静摩擦力
①
方向可能沿斜面向上
②方向可能沿斜面向下
③大小可
图8
能为零④大小可能等于F以上判断正确的选项是
(D)
①②③④①②③D.①②③④都正确
2、(2020年连云港第二次调研题)某人在意直公路上骑自行车,见到前面较远处红
色交通讯号灯亮起,他便停止蹬车,此后的一段时间内,自行车前轮和后轮受
到地面的摩擦力分别为
f前和f后,则(C
)
,f后后向前
B
.f前向前,f后向后
,f后向后
,f后向前
3、如图9所示,重6N的木块静止在倾角为
300的斜面上,若用
平行于斜面沿水平方向,大小等于
4N的力F推木块,木块仍
保持静止,则木块所受的摩擦力大小
图9
为
(
C)

4、(2020年乐山调研题)如图10所示,
质量为m的木块P在质量为M的长木板A
上滑行,长木板放在水平川面上,
长木板A与地面间的动摩擦因数为
1
,
木块与长板
间的
V
P
A
P
A
动摩擦因数为
2,则长木板ab遇到地面的摩擦力大小为
图10
(C
)
A
1Mg
(mM)gC
2mgD
1Mg
2mg
5、(2020年黄冈调研题)如图11所示,在粗糙水平面上有一个三角形木
块,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为
m1和m2的小木块,
m1
m2已
知三角形木块和两个小木块均静止,则粗糙水平面对三角形木块
m1
(A
m2
)

1
2
,摩擦力方向水平向右
图11
,摩擦力方向水平向左
,但其方向没法确立,因为
m1、m2、1和
2的数值并未给出
6、(2020年宁波期末试题)某空间存在着如图
l2所示的水平
图12
方向的匀强磁场,A、B两个物块叠放在一起,并置于圆滑的绝缘水平川面上,
物块A带正电,物块B为不带电的绝缘块;水平恒力F作用在物块B上,使A、B
、B一起水平向左运动的过程中,关于A、
B受力状况的以下说法,正确的选项是(B)

C。
7、如图13所示,向来角斜槽(两槽面夹角为90°),对水平面夹角为
如图13
30°,一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑,假设两槽
面的资料和表面状况相同,问物块和槽面间的动摩擦因数为多少?
分析:°,因此当物体匀
速下滑时,有均衡方程:mgsinα=2μmgcosαcos45°=2μmgcosα,因此μ
=1tan
1(
3)
6.
2
2
3
6
8、质量m=(可视为质点)在水平恒力F的作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物体连续滑行t=
知AB两点间的距离S=,,求恒力F
为多大?(g=10m/s2)
分析:设撤去力F前物块的位移为S1,撤去力F时物块的速度为v,物块
遇到的滑动摩擦力
F1
mg
对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得
F1t0mv
由运动学公式得
SS1
vt
2
对物块运动的全过程应用动能定理FS1
F1S0
由以上各式得F
2mgs
2s
gt2
v
A
L
图14
代入数据解得F15N
,静止在水平面上的纸带上放一质量m为的小金属块(可视为质
点),金属块离纸带右端距离为L,,设纸带加快过程极短,可以为纸带在抽
:
(1)属块刚开始运动时遇到的摩擦力的大小和方向;
要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v应满足的条件.
分析:(1)金属块与纸带达到共同速度前,金属块遇到的摩擦力为:fmg
,方向向左。
2)出纸带的最小速度为v0即纸带从金属块下抽出时金属块速度恰好等于v0。
对金属块:f
ma
v0
at
金属块位移:
s11at2纸带位移:
s2
v0t
2
二者相对位移:
S2S1
l解得:v0
2gl
故要抽出纸带,纸带速度
v
2
gl
如图15所示,,物块在平行于斜面的推力F作用下沿斜面加快度a向上滑动时,,试求地面对斜面体的支持力和摩擦力.
分析:因为小物块沿斜面加快上涨,因此物块与斜面不可以
看作一个整体,应分别对物块与斜面进行研究。
(1)取物块为研究对象,受力分析如图16所示:

a
m
F
θM
图15
由题意得:FN1mgcos①
FN
1F
Ff1
θ
mg
F
mgsin
Ff1
ma②
由②得:Ff1
F
mgsin
ma③
(2)取斜面为研究对象,受力分析如图
17得:
FN2
Ff1sin
Mg
FN1cos
④
Ff2
Ff1cos
FN1sin⑤
又因为Ff1与Ff1是作用力与反作用力,Fn1
与Fn1
是作用
Ff1
Ff2
力与反作用力
θ
mgFN1
由牛顿第三定律得:
Ff1
Ff1
Fmgsin
ma⑥
图17
FN1
FN1
mgcos
⑦
由④⑤⑥⑦解得:
FN2
(M
m)g(F
ma)sin
Ff2
(F
mg)cos
内容总结